一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，包括ARM处理器以及分别与ARM处理器双线连接的晶振电路、复位电路、电源模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路，分别与ARM处理器连接的DO信号调理模块、DI信号调理模块、DAC信号调理模块和ADC信号调理模块。本实用新型专利技术能够控制主推进装置和附属设备，同时能够接收主推进装置和附属设备的反馈信息，本实用新型专利技术实现了对无人艇稳定的远程智能操控和信息的实时监控和采集。智能操控和信息的实时监控和采集。智能操控和信息的实时监控和采集。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统


[0001]本技术属于无人艇控制
，尤其是一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统。

技术介绍

[0002]目前，随着船舶无人化和智能化的快速发展以及国家对海洋资源的战略要求。水面无人艇在军事领域和民用领域扮演着举足轻重的角色，水面无人艇它是集智能控制、无线通讯、自主避碰、融合算法为一体的多学科的综合技术载体，它具有续航能力强、机动性高、隐身性强、可执行危险作业能力高等特点。近年来，随着国家对海洋战略发展的重视，水面无人艇在探索海洋资源、维护国家安全、保证主权不受外来势力的入侵等方面发挥着重要的作用。当前，水面无人艇在军事领域主要用于海上反恐作战、破障扫雷、海上搜救、精准打击、缉私等任务；在民用领域主要用于海事管理、海洋水质监测、海底测深等方面。
[0003]水面无人艇根据任务需求，会搭载较多的附属设备，为了能够稳定的控制无人艇以及对艇上的多种设备能够实现实时监控和检测。为此有必要设计一种底层模块来实现无线远程遥控和多路数信息采集以满足遥控主副设备以及对设备的大范围、多信息的采集。实现对水面无人艇主推进装置的远程油门调控、舵角方向调控、倒斗位置调控；实现附属设备诸如发电机、绞车、减摇陀螺等设备的远程操控；实现对无人艇各设备诸如蓄电池电量、油位高低、各设备故障报警等信息的采集和监控。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，实现了对无人艇稳定的远程智能操控和信息的实时监控和采集。/>[0005]本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0006]一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，包括ARM处理器、晶振电路、复位电路、电源模块、DAC信号调理模块、ADC信号调理模块、DI信号调理模块、DO信号调理模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路，所述ARM处理器分别与晶振电路、复位电路、电源模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路双向连接，ARM处理器连接DO信号调理模块，DI信号调理模块连接ARM处理器，ARM处理器连接DAC信号调理模块，ADC信号调理模块连接ARM处理器。
[0007]而且，所述ARM处理器采用STM32F767，其外围连接8路DI信号调理模块、20路DO信号调理模块、8路ADC信息采集模块和2路DAC信号调理模块、2路RS422接口电路、2路RS485接口电路以及2路CAN接口电路。
[0008]而且，所述DAC信号调理模块的输出端和ADC信号调理模块的输入端增加运算放大电路，运算放大电路包括AD8661及其外围电路。
[0009]而且，所述DI信号调理模块包括TLP291
‑
4及其外围电路，通过采集DI数字输入量实现对开关量信号0/1的采集，DO信号调理模块包括TLP291
‑
4及其外围电路，通过DO的数字
输出量输出0/1实现对继电器的开闭。
[0010]而且，所述RS422接口电路包括RSM(3)422模块、瞬态电压抑制器PESD15VL1BA及外围电路，2路RS422接口电路中一路用于备用，一路用于调试打印输出；RS485接口电路包括RSM485M模块、瞬态电压抑制器PESD15VL1BA及外围电路，2路RS485接口电路用于系统的串口控制。
[0011]而且，所述CAN接口电路包括高速CAN隔离收发模块CTM1051(A)HQ、低电容双向静电保护二极管PESD15VL1BA、共模扼流圈B82790C0105N240及外围电路。
[0012]本技术的优点和积极效果是：
[0013]本技术包括ARM处理器以及分别与ARM处理器双线连接的晶振电路、复位电路、电源模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路，分别与ARM处理器连接的DO信号调理模块、DI信号调理模块、DAC信号调理模块和ADC信号调理模块。本技术能够控制主推进装置和附属设备，同时能够接收主推进装置和附属设备的反馈信息，本技术实现了对无人艇稳定的远程智能操控和信息的实时监控和采集。
附图说明
[0014]图1为无人艇整体架构框图；
[0015]图2为本技术的嵌入式系统组成图；
[0016]图3为本技术的底系统核心模块框图；
[0017]图4为本技术的ADC和DAC的工作流程图；
[0018]图5为本技术的ADC和DAC的运算放大电路图；
[0019]图6为本技术的DI信号调理模块电路设计图；
[0020]图7为本技术的DO信号调理模块电路设计图；
[0021]图8为本技术的RS422接口电路图；
[0022]图9为本技术的RS485接口电路图；
[0023]图10是本技术CAN接口电路图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本技术做进一步详述。
[0025]如图1所示，岸基端的地面控制站通过岸基数传/图传电台发送指令到艇端电台，艇端的数传/图传电台接收之后通过通信管理单元再转发到底层模块单元，然后底层模块单元驱动艇上的主副设备运转并对这些设备进行信息的采集和监控。
[0026]底层模块单元即为基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，如图2所示，在控制方面，系统接收来自上位机的指令后执行远程控制，控制主推进装置的油门大小实现无人艇的加减速度；控制舵的角度实现无人艇左右转向，控制倒斗的位置实现无人艇的前进、后退还是空档；控制附属设备诸如绞车的开启和停止；控制附属设备诸如减摇陀螺的开启和停止；控制附属设备诸如测深仪的开启和停止等。在信息采集方面，该系统同时对各主副设备的信息进行采集读取并上传至上位机。采集的主要要信息包括主副设备的故障报警信息、油位信息、蓄电池电量信息等等。
[0027]如图3所示，一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，包括ARM处理器、晶振电
路、复位电路、电源模块、DAC信号调理模块、ADC信号调理模块、DI信号调理模块、DO信号调理模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路，所述ARM处理器分别与晶振电路、复位电路、电源模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路双向连接，ARM处理器连接DO信号调理模块，DI信号调理模块连接ARM处理器，ARM处理器连接DAC信号调理模块，ADC信号调理模块连接ARM处理器。
[0028]ARM处理器采用STM32F767，其外围连接8路DI信号调理模块、20路DO信号调理模块、8路ADC信息采集模块和2路DAC信号调理模块、2路RS422接口电路、2路RS485接口电路以及2路CAN接口电路。
[0029]如图4和图5所示，DAC信号调理模块的输出端和ADC信号调理模块的输入端增加运算放大电路，运算放大电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，其特征在于：包括ARM处理器、晶振电路、复位电路、电源模块、DAC信号调理模块、ADC信号调理模块、DI信号调理模块、DO信号调理模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路，所述ARM处理器分别与晶振电路、复位电路、电源模块、RS422和RS485接口电路、CAN接口电路和JTAG电路双向连接，ARM处理器连接DO信号调理模块，DI信号调理模块连接ARM处理器，ARM处理器连接DAC信号调理模块，ADC信号调理模块连接ARM处理器。2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，其特征在于：所述ARM处理器采用STM32F767，其外围连接8路DI信号调理模块、20路DO信号调理模块、8路ADC信息采集模块和2路DAC信号调理模块、2路RS422接口电路、2路RS485接口电路以及2路CAN接口电路。3.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无人艇控制和采集模块系统，其特征在于：所述DAC信号调理模块的输出端和ADC信号调理模块的输入端增加运算放大电路，运算放大电路包括AD8661及...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇亮，张文杰，于涓汇，戴成，赵娜，傅天爽，邓丽辉，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：新型
国别省市：